влияние антропогенных звуков на биоту арктических морей.
advertisement
XXVII сессия Российского акустического общества, посвященная памяти ученых-акустиков ФГУП «Крыловский государственный научный центр» А. В. Смольякова и В. И. Попкова Санкт-Петербург,16-18 апреля 2014 г. Н.Г. Бибиков, М.Н, Сухорученко, Л.К. Римская-Корсакова OAO Акустический институт им. Акад. Н.Н.Андреева Ул.Шверника,4, Москва 117036 e-mail: nbibikov1@yandex.ru ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ЗВУКОВ НА БИОТУ АРКТИЧЕСКИХ МОРЕЙ. За последнее десятилетия резко возрос интерес к исследованиям по освоению ресурсов Арктических морей. Этот интерес объясняется возросшим уровнем воздействия антропогенных звуков, прежде всего в диапазоне сравнительно низких звуковых и даже инфразвуковых частот. Литературные данные свидетельствуют, что диапазон низких частот весьма важен для коммуникации ряда морских позвоночных – прежде всего усатых и зубатых китов, а также рыб и множества беспозвоночных животных. Согласно литературным данным практически все представители из указанных групп обладают развитым низкочастотным слухом. Для анализа возможного влияния антропогенных звуков на экологию арктической биоты мы рассматриваем следующие аспекты звукового воздействия: повреждающее, раздражающее и информационное. Вообще говоря, повреждающее воздействие наиболее опасно для малоподвижных организмов, неспособных избегнуть интенсивного и длительного звукового воздействия. Раздражающее воздействие звуков буровых установок и звуков, сопровождающих нефтеразведку, также исследовано весьма слабо, что вызвано большими техническими трудностями. Несомненно, требуются дальнейшие исследования по этим вопросам. Ключевые слова: Арктика, антропогенные звуки, киты, дельфины, нефтеразведка, экология, ВВЕДЕНИЕ В связи с резким усилением антропогенной активности в Арктических бассейнах экосистемы Белого, Баренцева и Карского морей оказываются в зоне экологической напряженности. Наряду с хорошо разрабатываемыми проблемами, связанными с загрязнениями вод необходимо принимать во внимание и опасности, обусловленные мощными акустическими воздействиями, широко распространенными в связи с поисковыми работами, а также разработкой и освоением нефтегазовых месторождений. В процессе этих работ обычно производится излучение мощных низкочастотных звуков, влияние которых на биоту Арктических морей до сих пор исследовано явно Бибиков,Сухорученко,Римская Корсакова Влияние антропогенных звуков на биоту Арктики XXVII сессия РАО, Санкт-Петербург, 16-18 апреля 2014 г. 2 _________________________________________________________________________________________ недостаточно, хотя следует отметить, что за последние годы в этом направлении была проделана весьма существенная работа как отечественными, так и зарубежными авторами. Эта работа касается почти исключительно усатых китов и в связи с конкретными характеристиками нефтедобывающих установок. Следует отметить прежде всего работу компании Sakhalin Energy Investment Company Ltd по исследованию влияния шумов на усатых китов. В настоящей работе дан краткий обзор фактических данных и анализ существующих взглядов относительно разнообразных опасностей, которые могут возникать вследствие низкочастотных акустических воздействий на фауну Северного Ледовитого океана. 1. ВЛИЯНИЕ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ЗВУКОВ НА МОРСКИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ Мы полностью согласны c мнением авторов, подчеркивающих, что звуковые сигналы, воспринимаемые морскими млекопитающими на слух, сами по себе не могут считаться вредными, вызывающими раздражение или беспокойство животного. Следует, однако, иметь в виду отличия частотных диапазонов слуха у разных таксонометрических групп морских млекопитающих. Если зубатые киты имеют максимум чувствительности в ультразвуковой области, то для усатых китов характерен резкий сдвиг максимальной чувствительности в сторону низких звуковых частот или даже инфразвуков. Об этом, в частности, свидетельствует вокальный репертуар этих животных. Хорошо известно, что у большинства наземных млекопитающих аудиометрическая кривая и частотная зависимость звуков, вызывающих беспокойство или болевое ощущение, резко сближаются на краях воспринимаемого диапазона частот. Однако в случае усатых китов предположение о сближении порогов слышимости и раздражения на низких звуковых частотах может оказаться ложным. Если мы не исключаем настройки базилярной мембраны этих животных на звуки децигерцового диапазона [1], то интервал между слуховым порогом и порогом сигнала, вызывающего раздражение, может составлять более 60 дБ. Такой умозрительный вывод не противоречит данным работ, специально направленных на определение уровня низкочастотных сигналов, вызывающих отрицательную реакцию усатых китов. Такие работы проводились, главным образом, в целях обеспечения экологической безопасности сейсморазведки и добычи полезных ископаемых[2,3,4] Кратко рассмотрим некоторые данные о влиянии конкретных звукоизлучающих устройств на поведение усатых китов. Исследования действия импульсных пневмоизлучателей, применяемых при сейсморазведке, на поведение гренландского кита были проведены в летние периоды 1980-1984 годов в море Бофорта [5]. Использовались как отдельные пневмопушки, так и полностью оборудованное судно, осуществляющее сейсморазведку с набором пневмопушек. Сигналы представляли собой импульсы длительностью менее 0,5 с, имеющие выраженный спектральный максимум в районе 50-80 Гц. При уровнях сигнала, не превышающих 180дБ, отмечались только незначительные изменения в поведении животных. Эти изменения сводились, главным образом, к малому (однако, статистически значимому) уменьшению длительности ныряний. При приближении судна, осуществляющего Бибиков,Сухорученко,Римская Корсакова Влияние антропогенных звуков на биоту Арктики XXVII сессия РАО, Санкт-Петербург, 16-18 апреля 2014 г. 3 _________________________________________________________________________________________ разведку, на расстояние 3 км большинство китов наблюдаемой группы из 6 особей переместились в сторону от источника звука. Реакция не была резкой, а скорость движения изменялась от медленной до средней. Уровень сигнала в этот промежуток времени заведомо превышал 160 дБ. Подобные исследования были проведены на горбаче летом 1984 года на юго-востоке Аляски. В этой работе в качестве стимулов использовали также сигналы от пневмопушек и, наряду с этим - записи сигналов от работающего нефтедобывающего оборудования (судов, погруженных и полупогруженных платформ). Наблюдения за питающимися китами проводились с двух лодок посредством триангуляционных методов для локализации животных. Основным критерием оценки поведения животных служило время нахождения на поверхности и направление движения. Максимальные интенсивности сигналов пикового уровня составляли 172 дБ для пневмоисточника и 115 дБ для непрерывных сигналов буровых установок. Хотя в процессе излучения во многих случаях отмечалось увеличение расстояния между источником и китами, однако, контрольные измерения продемонстрировали те же тенденции и в отсутствие сигнала. По-видимому, эффект определялся просто тем, что в начальной фазе работ судно находилось близко к китам и даже простые случайные смещения судна должны были приводить к удалению китов от источника. Таким образом, эта работа не выявила раздражающего или беспокоящего воздействия шумов. Более четкие свидетельства раздражающего действия громких низкочастотных шумов были получены для мигрирующих серых китов вблизи Калифорнии. В этих исследованиях проводились записи различных буровых установок, а также пневмопушка объемом 100 куб. дюймов с рабочим давлением 4500 фунтов на кв. дюйм. Для оценки мешающего влияния шумов использовали методику трассирования движения и оценку отклонения от трассы. Эффект избегания звукового сигнала при действии пневмопушки был достоверен для 10% китов при уровне 164 дБ, для 50%. при уровне 170 дБ и для 90% - при уровне 180 дБ. Учитывая, что отклонения от трассы были не очень значительны и не нарушали общую картину миграции, можно сказать, что действительно раздражающем действием обладают только сигналы, превышающие по уровню 175-180 дБ. Приведенные значения относятся к энергии, усредненной за время импульса пневмопушки. Естественно, что непрерывные сигналы могут вызывать раздражение при значительно меньших уровнях интенсивности. Согласно наблюдениям тех же авторов эффекты избегания наблюдались у 50% китов, подвергающихся непрерывному воздействию сигналов буровых установок при уровне около 117-123 дБ в зависимости от типа установки, звуки которой излучались. При подробном изучении реакции серого и гренландского кита на звуки реально действующих буровых установок в море Бофорта, авторы пришли к выводу о целесообразности использования в качестве меры воздействия не абсолютного значения воспринимаемого шума, а превышения этого уровня над уровнем шумов океана. Оценка превышения сигнала над уровнем шумов, вызывающего избегание у 50% животных, составила З0дБ. Подчеркнем, однако, что реакции снова являлись не слишком резкими и возможно скорее были связаны просто с восприятием необычного Бибиков,Сухорученко,Римская Корсакова Влияние антропогенных звуков на биоту Арктики XXVII сессия РАО, Санкт-Петербург, 16-18 апреля 2014 г. 4 _________________________________________________________________________________________ шума. В экспериментальных условиях бассейна (на белухе) отмечаюсь, что животное при включении звука, воспроизводящего буровую установку, вначале проявляло довольно резкую реакцию избегания, но затем спокойно плавало в непосредственной близости от излучателя, где уровень составлял, по крайней мере, 153 дБ. Особый интерес представляют данные, хотя и весьма предварительные, относительно поведения морских млекопитающих во время эксперимента по акустической термометрии в Тасмановом море [6]. Авторы не отметили резких изменений в поведении животных вокруг судна, излучающего сигнал с шириной полосы 30 Гц, центрированный на частоте 57 Гц. Некоторые сомнения вызывает отсутствие коммуникационных сигналов китов во время излучения. Имеются также данные по поведению кита (одной особи), который двигался в сторону излyчателя на протяжении 11км. Следует указать, что потенциальное привлекающее действие акустических стимулов в условиях Арктики может оказаться весьма опасным. В частности не исключено, что киты могут быть таким образом заходить под ледовое покрытие, что может грозить гибелью вследствие невозможности выхода на поверхность для дыхания. Хорошо известно, что повреждающее действие интенсивных звуковых сигналов приводит к нарушениям функционирования наружных, волосковых клеток, которые осуществляют активное частотно-избирательное усиление слабых механических колебаний улитки. Следствием таких повреждений является необратимое потери слуховой чувствительности и снижение частотной избирательности. Хотя и принято считать, что повреждающее воздействие низкочастотного излучения на волосковые клетки сравнительно невелико, относительно усатых китов это может оказаться несправедливым вследствие особенностей строения их внутреннеего уха. Эти особенности представляют малая толщина и значительная ширина базилярной мембраны (см. [1]) . Следует также обратить внимание на единичные наблюдения, демонстрирующие тяжелые повреждения слуховой системы усатых китов в непосредственной близости от подводных взрывов [7]. В этой связи, однако, надо заметить, что уровни сигналов, приводящих к этим повреждениям, были на несколько порядков выше уровней, предполагаемых к использованию. Несомненно, что интенсивное воздействие звука будет вызывать повреждающее действие на наиболее восприимчивую к звукам слуховую систему. Экспериментальные исследования повреждающего влияния звуков на пороги слуховой чувствительности проводились обычно на представителях зубатых китов – прежде всего на дельфине афалине [8-10]. Недавно отечественными авторами было осуществлено исследование временного сдвига порога у дельфина – белухи при воздействии разнообразных звуковых сигналов [11]. Эксперименты проводились в бассейне, применялась электрофизиологическая методика оценки порогов. В большинстве случаев наблюдали временный сдвиг порога. Однако применяемые уровни сигнала не приводили к постоянному сдвигу порога и, таким образом не свидетельствовали о перманентных нарушениях слуха. Следует также заметить, что этот вид относится к зубатым китам, Бибиков,Сухорученко,Римская Корсакова Влияние антропогенных звуков на биоту Арктики XXVII сессия РАО, Санкт-Петербург, 16-18 апреля 2014 г. 5 _________________________________________________________________________________________ у которых наиболее хорошо развит именно высокочастотный (а не низкочастотный) слух. Нельзя полностью исключить и прямого воздействия интенсивных низкочастотных звуков и инфразвуков на такие внутренние органы животного, как сердце, печень и, прежде всего - легкие. Ориентировочный расчет резонансных характеристик легкого, как воздушного пузыря в водной среде дает оценку максимума в районе десятков Герц. Для животных с меньшим объемом легкого резонансная частота, естественно, будет выше, а для усатых китов - существенно ниже. Однако, судя по результатам, полученным при изучении влияния воздушного инфразвука, непосредственное воздействие на соматические органы крупных животных наступает при уровнях, значительно превышающих 200 дБ. В целом, даже в настоящее время оценки нижней границы интенсивности низкочастотных звуков, используемых при нефтеразведке и добыче полезных ископаемых, которые могут оказывать повреждающее действие на морских млекопитающих, естественно, остаются в значительной степени умозрительными. В первом приближении можно считать, что эти уровни составляют 180-200 дБ, и могут наблюдаться только в непосредственной близости от источника. При прогнозировании возможного повреждающего действия акустического излучения на морских млекопитающих следует также иметь в виду тот факт, что эти животные могут активным образом покинуть зону, в которой сигналы являются раздражающими или повреждающими. В этой связи разумна рекомендация начинать акустическое излучение со сравнительно небольших уровней и только затем переходить к максимальным требуемым значениям интенсивности. 2. ВЛИЯНИЕ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ЗВУКОВ НА РЫБ Характер действия низкочастотных звуков на рыб также должен быть определен как информационный, раздражающий и повреждающий. Есть все основания считать, что слуховые пороги рыб в области инфразвукового диапазона очень низки. Пороги, определенные по нарушению сердечного ритма у трески, были такими же, как у бесхвостых амфибий, причем чувствительность примерно в тысячу раз превышала вибрационную чувствительность человека [12,13]. Следовательно, у рыб, как и у усатых китов, слышимость инфразвуков, по-видимому, находится ниже уровня интенсивности океанических шумов. Отметим некоторые физиологические особенности слуха рыб. У рыб в отличие от зубатых китов и наземных млекопитающих критическое отношение (отношение сигнал помеха в слуховом частотном фильтре) монотонно падает с уменьшением частоты даже на частотах менее 100 Гц. Рыбы способны определять направление на источник звука в дальнем звуковом поле. Каждая рецепторная клетка рыбы имеет направленность, благодаря направленному расположению пучков стереоцилий. Поэтому рыбы (в отличие от млекопитающих) могут успешно лоцировать источник звука в трехмерном пространстве. Бибиков,Сухорученко,Римская Корсакова Влияние антропогенных звуков на биоту Арктики XXVII сессия РАО, Санкт-Петербург, 16-18 апреля 2014 г. 6 _________________________________________________________________________________________ Наблюдения в Арктическом бассейне показывают, что работа пневмоизлучателей с рабочим объемом до 10 л дает радиус летального воздействия на промысловых рыб (треска, камбала) около 1м, радиус, соответствующий тяжелым повреждениям, - около 2 м. При расстояниях от источника, превышающих 3м, видимые изменения обычно отсутствовали. Наиболее опасный вид повреждений наблюдается, главным образом, у личинок рыб, который представляет микрооотслойку сетчатки, которая обнаруживается микроскопически [14]. Личинки с этими повреждениями будут иметь тяжелые повреждения зрительной системы и, по-видимому, взрослые особи, останутся слепыми. Возможность покинуть зону интенсивного воздействия у личинок рыб, конечно, выражена слабее, чем у взрослых животных, но вблизи от излучателя, где только и могут наблюдаться подобные уровни, наличие личинок маловероятно. Не исключено также воздействие на выживаемость икры. К сожалению, остаются неизученными возможные влияния интенсивных звуков на слуховую систему рыб и других водных животных, хотя априори именно эта система может оказаться наиболее уязвимой. Нами предпринимаются попытки разработки тестового объекта для объективной оценки состояния слуховой системы водных и полуводных животных, как в норме, так и в результате воздействия интенсивного подводного звука [15,16]. Наряду с воздействием на сенсорные системы, определенные опасения вызывает также возможность того, что интенсивное низкочастотное излучение вследствие резонанса приведет к повреждению плавательного пузыря крупных рыб. Несомненно, что и у рыб акустическое воздействие может вызывать не только повреждающее действие, но и влиять на характер сезонных миграций. Этот аспект явно изучен до сих пор недостаточно, хотя совершенно очевидно, что такое влияние на самом деле весьма ощутимо. Ряд иностранных авторов отмечал изменение маршрутов миграции трески в районах, где осуществлялись эксперименты с акустическими воздействиями [17,18] Интересные данные были получены ин-том Океанологии в Авачинском заливе. После интенсивного звукового воздействия произошло существенное перераспределение рыбных косяков. Сообщается также о влиянии шума устанавливаемых в море ветряных электростанций на миграцию европейского угря [19]. 2. ВЛИЯНИЕ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ЗВУКОВ НА БЕЗПОЗВОНОЧНЫХ И ЗООПЛАНКТОН Информационное и раздражающее воздействие звуков на беспозвоночных специально, по-видимому, никогда не исследовалось. Известно, что кальмары способны излучать звуковые сигналы ([20] Шебалин, 1983), которые могут иметь сигнальное значение. Поэтому, можно думать, что кальмары, обнаруживая звуковые сигналы хищников (например, кашалотов) способны избегать эту опасность. Среди бентосных форм жизни информационное воздействие низкочастотного излучения Бибиков,Сухорученко,Римская Корсакова Влияние антропогенных звуков на биоту Арктики XXVII сессия РАО, Санкт-Петербург, 16-18 апреля 2014 г. 7 _________________________________________________________________________________________ может быть воспринято не только ихтиофауной, но и некоторыми крупными членистоногими. Вибрационно-звуковая коммуникация у крабов, например, развита довольно хорошо (23,Толстоганова, 1978) . Многократно были описаны и различные типы механорецепторов у десятиногих. Чувствительность этих рецепторов обычно оценивалась по амплитуде смещения частиц воды. Максимальная чувствительность отмечена у омара на частоте 75 Гц, которая на пороге чувствительности была менее 1 нМ (24Offut, 1970). У речного рака чувствительность рецепторных клеток головы была максимальна в диапазоне 10-40 Гц, достигая около 65 нМ (25Wiese,1976). Наряду с информационным влиянием нельзя полностью исключить довольно существенное, и, возможно, дистантное повреждающее воздействие акустического излучения на некоторых морских беспозвоночных, включая бентосные организмы. При добыче морского гребешка донными тралами неоднократно отмечалось, что число погибших животных в несколько раз превышает число живых, поднятых на борт добывающего судна. Причиной этого является, по-видимому, поднятие взвеси частиц ила вслед за тралом. Эти частицы, попадая в систему дыхания нарушают нормальное ее функционирование, что может являться причиной гибели животного. Ясно, что не меньший эффект взбаламучивание придонного слоя может оказать и на более мелких представителей бентосной фауны. Поэтому физическая оценка возможного механического воздействия на мягкий илистый грунт представляется весьма желательной. Что касается мелких беспозвоночных животных, то видимые изменения после воздействия интенсивного излучения минимальны. Даже на расстоянии 1 м от источника карапаксы калянусов оставались практически без повреждений. Однако необходимо учитывать, во-первых, возможность воздействия на примитивные механореценторные системы, а во-вторых, - возможность отсроченного воздействия. Такого рода воздействие действительно наблюдали при экспериментальном исследовании роста и развития креветок Crandon crandon. В бассейне с повышенным на 20 дБ уровнем шума при максимуме в районе 50 Гц животные явно отставали в развитии. У них достоверно повышалась смертность и было отмечено агрессивнее поведение, выражающееся, в частности в каннибализме [26]. Данные по влиянию низкочастотных звуков на планктон крайне немногочисленны. Однако, a priori совершенно очевидно, что нормальное функционирование планктонных, сообществ невозможно без адекватного восприятия низкочастотных составляющих шумов океана. Несомненно, что механорецепторная функция осуществляется у всех животных, начиная с бактерий. Многие из планктонных организмов предпочитают селиться на определенной глубине. Некоторые из них ежедневно мигрируют из области с одним гидростатическим давлением в область с другим давлением. Известно, что чувство давления играет важную роль при вертикальных миграциях личинок десятиногих раков Показано что у самых массовых планктонных животных - веслоногих рачков имеются механосенсорные щетинки, аналогичные щетинкам высших ракообразных. Хорошо известна чувствительность медуз к инфразвукам. Бибиков,Сухорученко,Римская Корсакова Влияние антропогенных звуков на биоту Арктики XXVII сессия РАО, Санкт-Петербург, 16-18 апреля 2014 г. 8 _________________________________________________________________________________________ Довольно подробно исследована механочувствительность стреловидных червей (Chaetognatha), которые в некоторых полярных морях составляют значительную долю зоопланктона. Поведенческие работа был выполнена на виде Spedella cephaloptera [27]. При довольно больших амплитудах вибраций (около 100 мкМ) животное точно лоцировало источник вибраций и совершало вполне четкое движение, обеспечивающее захват добычи. Пищевое поведение характеризовалось четкой частотной избирательностью с выраженным максимумом чувствительности в диапазоне частот 10-14 Гц, Переходя к потенциальному повреждающему воздействию низкочастотных звуков на зоопланктон отметим, что механические колебания в этом диапазоне частот могут вызывать структурные и функциональные нарушения даже в вирусах и бактериальных клетках. Характер этих нарушений сводится к дезинтеграции структуры и подавлению (угнетению) биологической функции, причем наблюдается частотная зависимость эффекта колебаний. Романов [28] исследовал также действие низкочастотных вибраций на инфузорий Paramecium caudatum и обнаружил, что чувствительность этих простейших зависит от частоты вибраций. Эффект действия вибрации оценивался по фагоцитарной активности особей. Показана избирательная зависимость от частоты воздействия. На частоте 25 Гц фагоцитарная активность резко подавлялась. Этим же автором исследовалось действие вибрации на биологические функции коловраток (Epiphania senta и Rotifera vulgaris). Обнаружено биологическое действие низкочастотных вибраций на объекты, линейные размеры которых не превышают 1 мм. В зависимости от параметров вибрации биологический эффект проявляется поразному. Эффективно действующими оказались частоты 100, 200 и 700 Гц: частота вибрации 100 Гц подавляет плодовитость и сокращает продолжительность жизни. Под влиянием вибрации в большей степени изменяется плодовитость коловраток, чем продолжительность жизни. Однако большинство авторов полагают, что непосредственное повреждающее воздействие низкочастотных импульсов большой интенсивности на планктон ограничено расстоянием в несколько метров от источника (см. [14]). Ориентировочная оценка возможного влияния на зоопланктон при действии мощного и длительного низкочастотного излучения проводилось путем регистрации глубины основного звукорассеивающего слоя при расстоянии от источника в несколько километров [6]. Значимых изменений глубины звукорассеивающего слоя (около 60 м) отмечено не было. В целом, мы полагаем возможным в настоящее время считать, что непосредственное повреждающее воздействие звуков нефтеразведки на планктон будет несущественным. Однако, вопрос о длительном опосредственном влиянии остается открытым. Некоторое беспокойство вызывают данные, полученные при изучении роста и развития креветок [26]. Бибиков,Сухорученко,Римская Корсакова Влияние антропогенных звуков на биоту Арктики XXVII сессия РАО, Санкт-Петербург, 16-18 апреля 2014 г. 9 _________________________________________________________________________________________ ЗАКЛЮЧЕНИЕ Современный уровень знаний биологии животных Арктической акватории недостаточен для понимания особенностей организации сообществ, обитающих в этом районе. Вероятно, что современные биоценозы архипелагов и прилегающих акваторий, неотъемлемой частью которых являются морские млекопитающие, уже не вполне типичны для данного района, а во многом определяются антропогенными воздействиями. Объяснений этому положению достаточно много. Приведем лишь некоторые, важнейшие на наш взгляд. Популяция моржей, подорванная варварским промыслом, не восстановилась до настоящего времени. В период ее депрессии могла расшириться реализованная ниша морского зайца. Неконтролируемый вылов сайки привел к изменению путей миграции гренландского тюленя и т.д. Все это заставляет особенно внимательно относиться к возможному введению дополнительного фактора, могущего существенно повлиять на некоторые звенья трофической цепи морских млекопитающих Арктики. Имеет смысл выделить конкретные возможные пути неблагоприятного воздействия акустического загрязнения вод на биосферу антропогенного звукового источника. Конечно, основная опасность связана с непосредственным воздействием на морских млекопитающих. Повреждающее воздействие на слуховую систему предположительно может оказать сигнал уровнем выше 150-160 дБ при длительности воздействия 10-20 минут. Можно допустить, что наибольшей уязвимостью могут обладать усатые киты, затем зубатые киты и ластоногие. В соответствии с выполненными расчетами, радиус повреждающего воздействия источника не должен превышать нескольких километров. Следует также учесть способность китов достаточно быстро покидать зону резко повышенной интенсивности. Для предотвращения повреждающего воздействия источника на морских млекопитающих на начальном этапе эксплуатации представляется необходимым осуществлять акусто-визуальный контроль относительно возможности отсутствия морских млекопитающих в зоне 1-2 км от излучателя. Кроме того на несколько большей акватории с радиусом 3-5 км рекомендуется провести мониторинг поведения отдельных особей с целью удостоверится, что животные не приближаются к источнику во время его действия на расстояния, небезопасные для слуховой системы. Гораздо большую акваторию включает информационное воздействие излучателя. Оно охватывает фактически весь арктический бассейн с глубинами, достаточно большими для эффективного прохождения звука. Конечно, степень информационного воздействия в среднем падает с удалением от источника, однако, характер этой зависимости может быть совершенно различным для разных видов, а иногда, возможно, даже немонотонным. Это в особенности касается усатых китов, которые, по крайней мере в период ознакомления с сигналом могут воспринять его как нечто "новое и интересное" или "новое и опасное". Поэтому нам кажется весьма желательным осуществить наблюдение за поведением какого-либо из представителей усатых китов (предпочтительно финвала или синего кита) на достаточно большом (десятки или даже Бибиков,Сухорученко,Римская Корсакова Влияние антропогенных звуков на биоту Арктики XXVII сессия РАО, Санкт-Петербург, 16-18 апреля 2014 г. 10 _________________________________________________________________________________________ сотни км) удалении от источника. Средства такого мониторинга могут быть как визуальные так и акустические (как пассивные, так и активные). Представляется также весьма желательным проведение лабораторных исследований, направленных на определение порогов слуховой чувствительности у зубатых китов и ластоногих в области сверхнизких звуковых частот. Воздействие на элементы других представителей водной фауны, многие из которых включены в пищевые цепи морских млекопитающих, также может быть разделено на повреждающее и информационное. Информационное воздействие касается прежде всего стайных рыб, а также может оказаться существенным для головоногих моллюсков и некоторых ракообразных. Исходя из имеющихся данных по слуховой чувствительности, ареал такого воздействия для рыб может составить сотни километров , а для остальных представителей пищевой цепи несколько километров . Контроль за информационным воздействием низкочастотного звука на этих животных представляется весьма сложной задачей. Он может включать лабораторные исследования по влиянию низкочастотного звука на поведение рыб и натурные измерения, включающие пробные обловы. Повреждающее воздействие на элементы пищевой цепи может быть разделено на непосредственное и отсроченное. Непосредственное воздействие касается прежде всего рыб. При этом наиболее ранимыми могут оказаться сенсорные системы: зрительная и слуховая. Что касается зрительной системы, то по данным Муравейко (личное сообщение) в радиусе несколько метров от излучателя могут происходить необратимые изменения в сетчатке мальков. Однако, принимая во внимание малую вероятность появления мальков непосредственно в районе расположения излучателя, эта опасность представляется незначительной. Что касается слуховой системы , то в данном случае весьма желательно проведение лабораторных работ, направленных на выяснение чувствительности водных позвоночных к низкочастотным звукам и влияния на слуховую систему интенсивных низкочастотных звуков. Вопрос о возможности отсроченного повреждающего воздействия на фауну касается прежде всего малоподвижных объектов, проводящих весь жизненный цикл в пределах акватории, где будет проходить излучение. Это прежде всего бентос, а также некоторые планктонные ракообразные и криофауна. Наблюдение за поведением этих организмов должно осуществляться в течении длительного времени путем биологического мониторинга (планктонных проб, бентосных проб и проб криофауны) . Должна быть оценена вероятность появления взвеси в мягких грунтах под воздействием интенсивных низкочастотных звуков. Работа была написана с использованием материалов, подготовленных профессором, акад. РАЕН Николаем Андреевичем Дубровским. Бибиков,Сухорученко,Римская Корсакова Влияние антропогенных звуков на биоту Арктики XXVII сессия РАО, Санкт-Петербург, 16-18 апреля 2014 г. 11 _________________________________________________________________________________________ ЛИТЕРАТУРА 1. Ketten D.R. Marine mammal auditory system noise impacts: evidence and incidence. Adv Exp Med Biol. 2012. V.730. P. 207-212. 2. Foote K.G., Hastings M.C., Ketten D.R., Lin Y.T., Reidenberg J.S., Rye K. Sonarinduced pressure fields in a post-mortem common dolphin. J. Acoust Soc Am. 2012 V.131(2). P.1595-1604. 3. Gedamke J., Gales N., Frydman S. Assessing risk of baleen whale hearing loss from seismic surveys: The effect of uncertainty and individual variation. J Acoust Soc Am. 2011 V.129(1). P.496-506. 4. Mooney T.A., Nachtigall P.E., Vlachos S. Sonar-induced temporary hearing loss in dolphins. Biol Lett. 2009. V.5(4). P.565-567. 5. Richardson W.J., Würsig B., Greene C.R. Reactions of bowhead whales, Balaena mysticetus, to seismic exploration in the Canadian Beaufort Sea. J Acoust Soc Am. 1986 Apr;79(4):1117-1128 6. Bowles A.E. et al. Observation of the relative abundance and behaviour of marine mammals exposed to transmissions from the Heared Island feasibility test. SCOR Working Groups Scripps Institution of Oceanography Rept. La Jolla CA. 1992 7. Browne M.V., Blackmann H. Human noise in oceans held to threaten marine mammsls. Science Times 1993. 19 Avg. P.1-12. 8. Finneran J.J., Schlundt C.E. Frequency-dependent and longitudinal changes in noiseinduced hearing loss in a bottlenose dolphin (Tursiops truncatus).J Acoust Soc Am. 2010 Aug;128(2):567-70 9. Finneran J.J., Schlundt C.E. Effects of fatiguing tone frequency on temporary threshold shift in bottlenose dolphins (Tursiops truncatus) J Acoust Soc Am. 2013. V.133(3). P.1819-1826 10. Mooney TA, Nachtigall PE, Breese M, Vlachos S, Au WW. Predicting temporary threshold shifts in a bottlenose dolphin (Tursiops truncatus): the effects of noise level and duration. J Acoust Soc Am. 2009 Mar;125(3):1816-2 11. Popov V.V., Supin A.Y., Rozhnov V.V., Nechaev D.I., Sysuyeva E.V., Klishin V.O., Pletenko M.G., Tarakanov M.B. Hearing threshold shifts and recovery after noise exposure in beluga whales, Delphinapterus leucas. J Exp Biol. 2013. V.216. P.15871596. 12. Sand O., Karlsen H.E. Detection of infrasound by the Atlantic cod. J Exp Biol. 1986. V.125. P.197-204. 13. Sigray P., Andersson M.H. Particle motion measured at an operational wind turbine in relation to hearing sensitivity in fish. J Acoust Soc Am. 2011 V.130(1). P.200-207. 14. Муравейко В.М. Биоэкспертиза воздушных пневмоисточников. Апатиты. 1992. 32 стр. 15. Бибиков Н.Г. Елепфанд А. Слуховые вызванные потенциалы шпорцевой лягушки под водой и в воздухе// в сб. “Современные проблемы физиологии и патологии слуха” М., 1993. С. 50. Бибиков,Сухорученко,Римская Корсакова Влияние антропогенных звуков на биоту Арктики XXVII сессия РАО, Санкт-Петербург, 16-18 апреля 2014 г. 12 _________________________________________________________________________________________ 16. Bibikov N.G., Elepfandt A. Auditory evoked potentials from medulla and midbrain in the clawed frog, Xenopus laevis laevis Hear.Res 2005. V. 204. P.29-36 17. Thomsen F., Mueller-Blenkle C., Gill A., Metcalfe J., McGregor P.K., Bendall V., Andersson M.H., Sigray P., Wood D. Effects of pile driving on the behavior of cod and sole. Adv Exp Med Biol. 2012, V.730. P.387-388. 18. Kastelein R.A., Heul S.V., Verboom W.C., Jennings N., Veen J., de Haan D. Startle response of captive North Sea fish species to underwater tones between 0.1 and 64 kHz. Mar Environ Res. 2008. V.65(5). P.369-377 19. Andersson M.H., Lagenfelt I., Sigray P. Do ocean-based wind farms alter the migration pattern in the endangered European silver eel (Anguilla anguilla) due to noise disturbance? Adv Exp Med Biol. 2012. V.730. P.393-396. 20. Шебалин В.Н. Биозвуки гихоокеанских кальмаров в сб. Вопросы промысловой гидроакустики М. изд. ВНИРО 1983. 47-65. 21. Mooney T.A., Hanlon R., Madsen P.T., Christensen-Dalsgaard J., Ketten D.R., Nachtigall PE. Potential for sound sensitivity in cephalopods. Adv Exp Med Biol. 2012. V.730. P.125-8. 22. Budelmann B.U., Bleckmann H. A lateral line analog in cephalopodsa: Water waves generate microphone potentiasls in the epidermal head lines of Sepia offoconalis and Lolligunculus brevis. 1988. J Comparative Physiology A V.164. P. 1-5. 23. Толстоганова Л.К. Реакция камчатского краба на звуки. Рыбное хозяйство 1978. Т.4 С.58-59. 24. Offutt G.C. Acoustic stimulus perception by the american lobster Homarus americanus (Decapoda). Experientia. 1970. V. 26(11). P.1276-1278. 25. Wiese K. Mechanoreceptors for near-field water displacements in crayfish. J Neurophysiol. 1976. V.39(4). P.816-833. 26. Lagardere J.P. Effect of noise on growth and reproduction of Crandon crandon in rearing tanks. Marine Biology 1982. V. 71. P.177-186. 27. Horrige G.A., Boulton B.S. Pray detection by Chaetognatha via a vibration sense. Proc. Royal Society L. 1967. V. 168. P.423-429. 28. Романов С.Н. Биологическое действие вибраций и звука. Л. Наука 1991. 169 стр. Бибиков,Сухорученко,Римская Корсакова Влияние антропогенных звуков на биоту Арктики